专利名称：节能型磁流体自动化污水净化设备及工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种污水处理设备，特别是涉及一种节能型磁流体污水净化设备。
背景技术：
水污染是当前中国面临的主要环境问题之一。工业废水占总污水量的70%以上。 目前传统的处理方法处理工序繁多且效果一般，应用磁流体技术净化污水是已知的污水处 理的技术，但是，根据大量的查询和调查发现，现有的磁流体污水设备和工艺都不同程度的 存在着缺陷，或是效率太低或是工艺流程不合理，从而使这项技术难以在工业污水处理工 程之中存在实际应用的价值。我们牛仔布厂经多年的不断改进和论证，使得磁流体污水处 理技术的设备和工艺流程逐步完善，为了使污水处理工程最终能达到能养鱼的净水水平， 为了达到这一个目的，特设了五道工作原理完全不同污水处理工序。每一道工序有独特的 去污能力，充分发挥每一道工序的工艺特点，使进入最后一道过滤膜工序的污水尽量的减 低污物，本发明是第二道工序。 在磁流体的现在应用中，磁场一般应用电磁来提供，很明显是一种能源的浪费，并 且净化池和沉淀池截然分开，分步工作，这样做效率不高。
发明内容
本发明的目的是提供节能型磁流体自动化污水净化设备及工艺，它能解决背景技 术中所存在的缺点，利用永磁性材料代替电磁对磁流体进行磁化达到节约能源的目的，并 达到了良好的处理效果。 为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案净化区域是由上 磁板1、下磁板2、永磁性磁片3、叶轮4、转动轴5、固定轴6、设备箱体7、轴承8、废水吸取端 9、液体泵10、液体流量计11、变频器12、变频器13、工业控制计算机14、三角带轮15、三角 带16、电动机17、液体流量计18、液体泵19、磁流体输入端20、变频器21、变频器22、液体 泵23、废水排水口 24和阀门25组成；净化区域有一贴满永磁性磁片3的圆形上磁板l，正 对此磁板1有一表面贴满永磁性磁片3的圆形下磁板2，上磁板1和下磁板2通过分布在 磁板边缘并安装到设备箱体7上的八根固定轴6进行固定， 一个一端带有三角带轮15的转 动轴5通过轴承8垂直安装在设备箱体7的底板上，并依次穿过下磁板2和上磁板1中心 位置的轴承8，在上磁板1和下磁板2之间设置有一叶轮4安装在此转动轴5上。上磁板1 正上方安装有母线与底面成60度 70度夹角的空心圆锥体27。 所述的叶轮4动力提供部分有一电动机17，此电动机17的角带轮通过三角带16 连接到上述转动轴5下端的三角带轮15上。 废水吸取部分工作过程水泵10把废水从废水吸取端9抽取出来通过管道途经液 体流量计11输送到设备体内部的净化区，此液体泵IO通过通信电缆连接到变频器12信号 输出端上，此变频器12信号输入端通过通信电缆连接到工业控制计算机14的信号输出端， 此液体流量计11信号输出端通过电缆连接到上述工业控制计算机14的信号输入端。
磁流体抽取部分工作过程液体泵19把磁流体从磁流体输入端20抽取出来通过 管道途经液体流量计18输送到设备体内部的净化区，液体泵19通过通信电缆连接到变频 器21信号输出端上，变频器21信号输入端通过通信电缆连接到上述工业控制计算机14的 信号输出端，此液体流量计18信号输出端通过电缆连接到上述工业控制计算机14的信号 输入端。 废水输出部分工作过程液体泵23把含有磁流体的废水从设备内部输送到废水 排出口 24，此液体泵23通过通信电缆连接到另一变频器22信号输出端上，此变频器22信 号输入端通过通信电缆连接到上述工业控制计算机14的信号输出端。
本设备净化水部分工作过程它位于设备上端，有一阀门25，经过设备净化后的 水通过此阀门送出，本设备顶端有一顶盖通过螺栓连接到设备箱体7上。
净化工艺第一步制备磁流体，本发明采用醇水共热法制备FeO磁流体。按 1 : 0.96的比例称取FeJS0》3和FeS04溶于浓度比为5 : 1的醇_水溶液中制成稀溶液， 将此稀溶液加热至65°C 66t:保持恒温，不断搅拌使盐溶液混和均匀，搅拌的同时加入稀 的氨水，促使水解反应完全。在pH = 5. 6左右出现黑色的沉淀，继续加入氨水至pH > 10， 陈化30min，调节pH至5左右，将温度升高至8(TC搅拌的同时慢速加入不同比例的表面活 性剂对磁性颗粒进行表面改性，静置可观察到亮黑色的磁基体生成。室温下过滤，先用无水 乙醇后用去离子水多次洗涤，干燥煅烧制FeO黑色磁性粉末。取一定量的FeO磁性粉末，配 置成磁流体溶液。 第二 将废水输入端9连接到废水存放区，将磁流体输入端20连接到磁流体存放 容器，将废水输出端24连接到废水存放容器，打开阀门25，启动液体泵10抽取废水到处理 箱内，等水位大约到达处理箱总容积的30% 31%时候关闭液体泵IO，停止放水。启动液 体泵19开始向处理箱中导入磁流体，等水位大约到达处理箱总容积的35% 36%的时候， 关闭液体泵19停止导入磁流体。再次启动液体泵IO，观察液体流量计11使得流量保持在 某一个值，向处理箱内输送废水，直至净化水输出口有水流出。 第三步在流出的净化水中取样分别检测水中Fe"和Fe3+的浓度，看是否超标，以 检测是否有磁流体流出，如果检测到Fe2+和Fe3+的浓度超标，则降低废水的输入速度，反复 检测调整，直至检测到磁流体没有溢出为止，如果Fe2+和Fe3+的浓度没有超标则提高废水的 输入速度，直到Fe2+和Fe3+的浓度刚好达到标准，把这个速度做为最大废水输入速度。
第四步在废水输入最大速度的时候检测处理水中的悬浮物浓度是否符合我们的 要求，如果不能符合我们的要求，则关闭废水输入泵IO，打开磁流体输入液体泵19，导入一 定量的磁流体，然后打开废水输入泵10。 第五步继续检测净化水中悬浮物浓度是否符合我们的要求，如果还是不符合， 则重复第第四步，如果符合则计算到现在为止总共加入的磁流体体积，作为磁流体工艺饱 和体积。这时关闭废水输入泵IO，打开磁流体输入液体泵19，导入磁流体工艺饱和体积的 10% 20%作为磁流体工艺缓冲体积，然后打开废水输入泵10。 第六步在流出的净化水中取样分别检测水中Fe2lP Fe3+的浓度，如果检测到Fe2+ 和Fe3+的浓度超标，则降低废水的输入速度，反复检测调整，直至检测到Fe2+和Fe3+的浓度 符合标准为止，把这一速度作为废水输入的工艺速度。 工作原理磁流体又称磁性液体、铁磁流体或磁液，它是由磁性粒子、基液以及表面活性剂三者混合而成的一种稳定的胶状溶液。该流体在静态时无磁吸引力，当有外加磁 场作用时，才表现出有磁性。磁性体能吸引铁质这是众所周知的。电磁学上将磁性物质分 三类，铁磁性物质(如铁、钴、镍等，能被迅速吸住)、顺磁性物质(如镁、铬、钙等)和抗磁性 物质(如铜、铅、锌等)。顺磁性物质和抗磁性物质都可被其它物质"接种"而"团聚"后一 同沉淀被过滤出去。这是一种磁力"集聚"，即通过高强度的匀强磁场，使粒子磁化，但又不 被吸出，使磁化粒子在剩磁作用下相互吸引并团聚成大的磁聚体而下沉。 本发明具有以下有益效果利用永磁性材料代替电磁对磁流体进行磁化达到节约 能源的目的，并达到了良好的处理效果；大量运用电器控制手段对整个水净化过程进行全 程监视和控制；磁流体的磁化部分和沉淀部分安装在一起，成为不可分割的一个逻辑单元， 大大节约了空间，并有利于污水的批量处理。
图1是本发明的结构示意图。
具体实施例方式
参看图1，本具体实施方式
采用以下技术方案净化区域是由上磁板1、下磁板2、 永磁性磁片3、叶轮4、转动轴5、固定轴6、设备箱体7、轴承8、废水吸取端9、液体泵10、液 体流量计11、变频器12、变频器13、工业控制计算机14、三角带轮15、三角带16、电动机17、 液体流量计18、液体泵19、磁流体输入端20、变频器21、变频器22、液体泵23、废水排水口 24和阀门25组成；净化区域有一贴满永磁性磁片3的圆形上磁板1，正对此磁板1有一表 面贴满永磁性磁片3的圆形下磁板2，上磁板1和下磁板2通过分布在磁板边缘并安装到设 备箱体7上的八根固定轴6进行固定， 一个一端带有三角带轮15的转动轴5通过轴承8垂 直安装在设备箱体7的底板上，并依次穿过下磁板2和上磁板1中心位置的轴承8，在上磁 板1和下磁板2之间设置有一叶轮4安装在此转动轴5上。上磁板1正上方安装有母线与 底面成60度 70度夹角的空心圆锥体27 ;利用永磁性材料代替电磁对磁流体进行磁化达 到节约能源的目的，并达到了良好的处理效果；大量运用电器控制手段对整个水净化过程 进行全程监视和控制；磁流体的磁化部分和沉淀部分安装在一起，成为不可分割的一个逻 辑单元，大大节约了空间，并有利于污水的批量处理。 所述的叶轮4动力提供部分有一电动机17，此电动机17的角带轮通过三角带16 连接到上述转动轴5下端的三角带轮15上。 废水吸取部分工作过程水泵10把废水从废水吸取端9抽取出来通过管道途经液 体流量计11输送到设备体内部的净化区，此液体泵IO通过通信电缆连接到变频器12信号 输出端上，此变频器12信号输入端通过通信电缆连接到工业控制计算机14的信号输出端， 此液体流量计11信号输出端通过电缆连接到上述工业控制计算机14的信号输入端。
磁流体抽取部分工作过程液体泵19把磁流体从磁流体输入端20抽取出来通过 管道途经液体流量计18输送到设备体内部的净化区，液体泵19通过通信电缆连接到变频 器21信号输出端上，变频器21信号输入端通过通信电缆连接到上述工业控制计算机14的 信号输出端，此液体流量计18信号输出端通过电缆连接到上述工业控制计算机14的信号 输入端。
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废水输出部分工作过程液体泵23把含有磁流体的废水从设备内部输送到废水 排出口 24，此液体泵23通过通信电缆连接到另一变频器22信号输出端上，此变频器22信 号输入端通过通信电缆连接到上述工业控制计算机14的信号输出端。
本设备净化水部分工作过程它位于设备上端，有一阀门25，经过设备净化后的 水通过此阀门送出，本设备顶端有一顶盖通过螺栓连接到设备箱体7上。
净化工艺第一步制备磁流体，本发明采用醇水共热法制备FeO磁流体。按 1 : 0.96的比例称取FeJS0》3和FeS04溶于浓度比为5 : 1的醇_水溶液中制成稀溶液， 将此稀溶液加热至65°C 66t:保持恒温，不断搅拌使盐溶液混和均匀，搅拌的同时加入稀 的氨水，促使水解反应完全。在pH = 5. 6左右出现黑色的沉淀，继续加入氨水至pH > 10， 陈化30min，调节pH至5左右，将温度升高至8(TC搅拌的同时慢速加入不同比例的表面活 性剂对磁性颗粒进行表面改性，静置可观察到亮黑色的磁基体生成。室温下过滤，先用无水 乙醇后用去离子水多次洗涤，干燥煅烧制FeO黑色磁性粉末。取一定量的FeO磁性粉末，配 置成磁流体溶液。 第二 将废水输入端9连接到废水存放区，将磁流体输入端20连接到磁流体存放 容器，将废水输出端24连接到废水存放容器，打开阀门25，启动液体泵10抽取废水到处理 箱内，等水位大约到达处理箱总容积的30% 31%时候关闭液体泵IO，停止放水。启动液 体泵19开始向处理箱中导入磁流体，等水位大约到达处理箱总容积的35% 36%的时候， 关闭液体泵19停止导入磁流体。再次启动液体泵IO，观察液体流量计11使得流量保持在 某一个值，向处理箱内输送废水，直至净化水输出口有水流出。 第三步在流出的净化水中取样分别检测水中Fe"和Fe3+的浓度，看是否超标，以 检测是否有磁流体流出，如果检测到Fe2+和Fe3+的浓度超标，则降低废水的输入速度，反复 检测调整，直至检测到磁流体没有溢出为止，如果Fe2+和Fe3+的浓度没有超标则提高废水的 输入速度，直到Fe2+和Fe3+的浓度刚好达到标准，把这个速度做为最大废水输入速度。
第四步在废水输入最大速度的时候检测处理水中的悬浮物浓度是否符合我们的 要求，如果不能符合我们的要求，则关闭废水输入泵IO，打开磁流体输入液体泵19，导入一 定量的磁流体，然后打开废水输入泵10。 第五步继续检测净化水中悬浮物浓度是否符合我们的要求，如果还是不符合， 则重复第第四步，如果符合则计算到现在为止总共加入的磁流体体积，作为磁流体工艺饱 和体积。这时关闭废水输入泵IO，打开磁流体输入液体泵19，导入磁流体工艺饱和体积的 10% 20%作为磁流体工艺缓冲体积，然后打开废水输入泵10。 第六步在流出的净化水中取样分别检测水中Fe"和Fe3+的浓度，如果检测到Fe2+ 和Fe3+的浓度超标，则降低废水的输入速度，反复检测调整，直至检测到Fe2+和Fe3+的浓度 符合标准为止，把这一速度作为废水输入的工艺速度。 工作原理磁流体又称磁性液体、铁磁流体或磁液，它是由磁性粒子、基液以及表 面活性剂三者混合而成的一种稳定的胶状溶液。该流体在静态时无磁吸引力，当有外加磁 场作用时，才表现出有磁性。磁性体能吸引铁质这是众所周知的。电磁学上将磁性物质分 三类，铁磁性物质(如铁、钴、镍等，能被迅速吸住)、顺磁性物质(如镁、铬、钙等)和抗磁性 物质(如铜、铅、锌等)。顺磁性物质和抗磁性物质都可被其它物质"接种"而"团聚"后一 同沉淀被过滤出去。这是一种磁力"集聚"，即通过高强度的匀强磁场，使粒子磁化，但又不被吸出，使磁化粒子在剩磁作用下相互吸引并团聚成大的磁聚体而下沉。
权利要求
节能型磁流体自动化污水净化设备及工艺，其特征在于净化区域是由上磁板(1)、下磁板(2)、永磁性磁片(3)、叶轮(4)、转动轴(5)、固定轴(6)、设备箱体(7)、轴承(8)、废水吸取端(9)、液体泵(10)、液体流量计(11)、变频器(12)、变频器(13)、工业控制计算机(14)、三角带轮(15)、三角带(16)、电动机(17)、液体流量计(18)、液体泵(19)、磁流体输入端(20)、变频器(21)、变频器(22)、液体泵(23)、废水排水口(24)和阀门(25)组成；净化区域有一贴满永磁性磁片(3)的圆形上磁板(1)，正对此磁板(1)有一表面贴满永磁性磁片(3)的圆形下磁板(2)，上磁板(1)和下磁板(2)通过分布在磁板边缘并安装到设备箱体(7)上的八根固定轴(6)进行固定，一个一端带有三角带轮(15)的转动轴(5)通过轴承(8)垂直安装在设备箱体(7)的底板上，并依次穿过下磁板(2)和上磁板(1)中心位置的轴承(8)，在上磁板(1)和下磁板(2)之间设置有一叶轮(4)安装在此转动轴(5)上，上磁板(1)正上方安装有母线与底面成60度～70度夹角的空心圆锥体(27)。
2. 根据权利要求1所述的节能型磁流体自动化污水净化设备及工艺，其特征在于净 化工艺第一步制备磁流体，采用醇水共热法制备FeO磁流体，按1 : 0.96的比例称取 FeJS0》3和FeS04溶于浓度比为5 : 1的醇_水溶液中制成稀溶液，将此稀溶液加热至 65t: 66t:保持恒温，不断搅拌使盐溶液混和均匀，搅拌的同时加入稀的氨水，促使水解反 应完全；在pH = 5. 6左右出现黑色的沉淀，继续加入氨水至pH > 10，陈化30min，调节pH 至5左右，将温度升高至8(TC搅拌的同时慢速加入不同比例的表面活性剂对磁性颗粒进行 表面改性，静置可观察到亮黑色的磁基体生成；室温下过滤，先用无水乙醇后用去离子水多 次洗涤，干燥煅烧制FeO黑色磁性粉末；取一定量的FeO磁性粉末，配置成磁流体溶液；第 二 将废水输入端(9)连接到废水存放区，将磁流体输入端(20)连接到磁流体存放容器，将 废水输出端(24)连接到废水存放容器，打开阀门(25)，启动液体泵(10)抽取废水到处理 箱内，等水位大约到达处理箱总容积的30% 31%时候关闭液体泵(IO)，停止放水，启动 液体泵(19)开始向处理箱中导入磁流体，等水位大约到达处理箱总容积的35% 36%的 时候，关闭液体泵(19)停止导入磁流体，再次启动液体泵(IO)，观察液体流量计(11)使得 流量保持在某一个值，向处理箱内输送废水，直至净化水输出口有水流出；第三步在流出 的净化水中取样分别检测水中Fe2+和Fe3+的浓度，看是否超标，以检测是否有磁流体流出， 如果检测到Fe2+和Fe3+的浓度超标，则降低废水的输入速度，反复检测调整，直至检测到磁 流体没有溢出为止，如果Fe2+和Fe3+的浓度没有超标则提高废水的输入速度，直到Fe2+和 Fe3+的浓度刚好达到标准，把这个速度做为最大废水输入速度；第四步在废水输入最大速 度的时候检测处理水中的悬浮物浓度是否符合我们的要求，如果不能符合我们的要求，则 关闭废水液体泵(IO)，打开磁流体输入液体泵(19)，导入一定量的磁流体，然后打开废水 液体泵(10);第五步继续检测净化水中悬浮物浓度是否符合我们的要求，如果还是不符 合，则重复第第四步，如果符合则计算到现在为止总共加入的磁流体体积，作为磁流体工艺 饱和体积；这时关闭废水液体泵(IO)，打开磁流体输入液体泵(19)，导入磁流体工艺饱和 体积的10% 20%作为磁流体工艺缓冲体积，然后打开废水输入泵(10);第六步在流出 的净化水中取样分别检测水中Fe2+和Fe3+的浓度，如果检测到Fe2+和Fe3+的浓度超标，则 降低废水的输入速度，反复检测调整，直至检测到Fe2+和Fe3+的浓度符合标准为止，把这一 速度作为废水输入的工艺速度。
3. 根据权利要求1所述的节能型磁流体自动化污水净化设备及工艺，其特征在于所述的叶轮(4)动力提供部分有一电动机(17)，此电动机(17)的角带轮通过三角带(16)连接 到上述转动轴(5)下端的三角带轮(15)上。
全文摘要
节能型磁流体自动化污水净化设备及工艺，它涉及一种节能型磁流体污水净化设备。净化区域是由上磁板(1)、下磁板(2)、永磁性磁片(3)、叶轮(4)、转动轴(5)、固定轴(6)、设备箱体(7)、轴承(8)、废水吸取端(9)、液体泵(10)、液体流量计(11)、变频器(12)、变频器(13)、工业控制计算机(14)、三角带轮(15)、三角带(16)、电动机(17)、液体流量计(18)、液体泵(19)、磁流体输入端(20)、变频器(21)、变频器(22)、液体泵(23)、废水排水口(24)和阀门(25)组成；利用永磁性材料代替电磁对磁流体进行磁化达到节约能源的目的，大量运用电器控制手段对整个水净化过程进行全程监视和控制；磁流体的磁化部分和沉淀部分安装在一起，成为不可分割的一个逻辑单元，大大节约了空间，并有利于污水的批量处理。
文档编号C02F1/48GK101759255SQ200910176809
公开日2010年6月30日 申请日期2009年9月22日 优先权日2009年9月22日
发明者姜宜宽, 姜明, 张坤生, 张立勇, 胡乃杰, 解立波, 逄春华 申请人:淄博兰雁集团有限责任公司